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基于视觉的小型无人直升机自主降落导航系统的研究的开题报告
题目：基于视觉的小型无人直升机自主降落导航系统的研究
一、选题背景及研究意义
近年来，无人机技术取得了快速发展，小型无人直升机越来越受到人们的青睐，广泛应用于农业、环境监测、物流配送、紧急救援、建筑巡检等各个领域。然而，在无人直升机的实际应用中，自主降落导航系统一直是制约其广泛应用的瓶颈之一。
传统的降落导航系统主要基于GPS、惯性导航、激光雷达等技术进行设计，这种方法已经得到了广泛应用，但在复杂环境下的导航精度存在一定的局限性。例如，在森林林冠密集处，GPS定位系统的精度受到影响，而且激光雷达需要对着地面进行扫描，再进行三维重建，这种方法消耗成本较高。
因此，基于视觉的小型无人直升机自主降落导航系统具有重要的研究价值和实际意义。
二、研究内容和方法
本文主要研究基于视觉的小型无人直升机自主降落导航系统，实现无人直升机在目标区域内自主降落。研究的具体内容如下：
1.设计基于视觉的目标检测算法，确定降落点的位置和大小；
2.基于无人直升机的视觉传感器，利用对地图的获取和实时图像处理技术实现航迹规划和目标跟踪；
3.研究基于自适应PID控制的无人直升机降落操作，实现稳定、精准的自主降落；
4.使用机器学习算法实现系统的自适应和优化，提高导航精度和速度。
本研究采用的方法主要为实验研究、仿真模拟、和理论分析等多种方法相结合。首先，通过仿真实验验证算法和控制方法的可行性；然后进行实际飞行实验，验证系统的性能。
三、预期成果
预期实现以下成果：
1.实现具有良好鲁棒性和精度的基于视觉的降落点检测算法；
2.开发出稳定、精准的基于视觉的航迹规划和目标跟踪算法；
3.实现基于自适应PID控制的无人机降落操作，并且达到预期精度和鲁棒性；
4.使用机器学习算法实现系统的自适应和优化，提高导航精度和速度。
四、研究计划
1.前期准备：阅读相关文献，了解无人直升机自主降落导航系统目前的研究现状以及存在的问题，进行算法研究和初步尝试。
2.中期实验：基于无人直升机的视觉传感器，开发基于视觉的降落点检测算法、航迹规划和目标跟踪算法，并进行仿真模拟实验。
3.后期实验：进行实际飞行试验，验证系统的性能和稳定性，同时使用机器学习实现系统自适应和优化。
4.论文编写：根据实验结果整理数据，撰写本论文，并进行拓展和完善。
五、参考文献
1.王大奖,周小惠,陈立富.基于视觉的自主着陆无人机导航系统设计研究[J].华中科技大学（自然科学版）,2019,47(07):101-105.
2.蔡毓辉.基于视觉的无人机自主降落导航系统[D].华南理工大学,2018.
3.周振.基于视觉的无人机自主降落导航[L].中国储备粮管理总公司合肥储备库,2017.